KÉMIAI SZUSZPENZIÓK: JELLEMZŐK, ÖSSZETÉTEL, PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

A kémiai szuszpenziók egy oldott anyag heterogén keveréke, amely nem oldódik fel az oldatban. A szuszpenziók instabil megoldások, mivel az oldott anyag sajátossága az, hogy az idővel üledékes.

De pontosan mi a felfüggesztés? Ez egy heterogén kétfázisú rendszer, ahol az oldott anyag a folyékony közegben vagy diszpergáló fázisban diszpergált szilárd fázist alkotja. Ez a diszpergáló fázis lehet olyan gáz vagy gázkeverék is, amelyben a szilárd részecskék szuszpendált maradnak.

Forrás: Pexels

A szuszpenziókban levő oldott anyag nagyobb szilárd részecskéket tartalmaz, mint a valódi oldatban találtak, és kolloidjait; ezért ezeknek az anyagoknak a legnagyobb részecskemérete a végső végén van (valódi oldat

A szuszpenziókban a diszpergált részecskék hozzávetőleges mérete nagyobb, mint tízezer angström. Az angstróma, Å, egy hosszúságmérő egység, amely megegyezik a méter tíz milliárdoddal. Azt is elmondhatjuk, hogy az angstróma Å egyenlő mikron tizedrészével (1Å = 0.0001µm).

A szuszpenzió képződése ezután az oldott részecskék méretétől, oldhatóságának tulajdonságaitól és keverhetőségétől függ.

Az emulziókban az oldott anyag nem elegyedik, azaz az oldott anyag nem képes feloldódni. Az emulgeálószer (vagy emulgeálószer) hozzáadásával azonban stabilizálható az emulzió; Ez például a majonéz eset, amikor a tojásfehérje emulgeálószerként működik.

A gyógyszeriparban számos olyan szuszpenzió létezik, amelyek szilárd és oldhatatlan oldott anyaga a gyógyszer hatóanyaga. Ezeket a részecskéket a közegben diszpergálják, segédanyagok segítségével az oldott anyagot a keverékben szuszpendálva lehet tartani.

A legegyszerűbb szuszpenziókra példa a homok és víz keverékével képzett szuszpenziók; a levegőben felfüggesztett és a gravitáció által a felületekre lerakódó por; fényvédő, többek között.

A felfüggesztés jellemzői

Számos olyan tulajdonság létezik, amelyek lehetővé teszik a szuszpenzió meghatározását és egyértelműen megkülönböztetését a valódi oldatoktól és kolloidoktól:

Fizikai

- Ez egy heterogén rendszer, amelyet két fázis alkot: szilárd belső és egy folyékony vagy diszpergáló fázis által alkotott.

-A szilárd fázis oldott anyagot tartalmaz, amely nem oldódik fel a diszpergáló folyadékban, ezért szabadon lebeg vagy szuszpendálódik. Ez azt jelenti, hogy az oldott anyagot fizikai és kémiai szempontból külön-külön tartják a folyadékfázistól.

- Az oldott anyagot alkotó részecskék általában szilárdak, nagyok és szabad szemmel láthatóak.

-A szuszpenziókban az oldott részecskék mérete megközelíti vagy nagyobb, mint 1 mikron (1 um).

-Mérete, súlya és az idő múlásával az oldott anyag hajlamos az üledékre.

-A szuszpenziókra jellemző, hogy könnyen szuszpendálhatók és mechanikus keverés után gyorsan homogenizálódnak.

- A szuszpenziók stabilitásának biztosítása érdekében a gyógyszeripar általában felületaktív anyagokat, stabilizálószereket vagy sűrítőszereket ad hozzá.

-A szuszpenziók zavaros megjelenésűek, nem tiszta vagy átlátszó; ugyanúgy, mint a homogén oldatok.

-A heterogén keverékek alkotóelemei, például szuszpenziók, fizikai módszerekkel, például szűréssel elválaszthatók.

Sedimentációs idő

Talán az egyik első kérdés, hogy felteszi magának azt a kérdést, hogy vajon az anyag szuszpenzió vagy kolloid-e - az oldott anyag ülepedési ideje. Valódi oldatokban az oldott anyag soha nem összerakódik, így csapadék képződik (feltételezve, hogy az oldószer nem párolog el).

Például, ha a cukrot vízben oldják fel, és a telítetlen oldatot fedve tartják az oldószer szivárgásának megakadályozása érdekében, a tartály alján nem képződnek cukorkristályok. Ugyanez vonatkozik a különféle indikátorok vagy sók színes oldataira (például CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O).

A szuszpenziókban azonban az oldott anyag egy bizonyos időpontig összekapcsolódik, és kölcsönhatásaik növekedésének eredményeként az aljára állnak. Ezért nagyon rövid ideig léteznek.

Másik példa a redox reakciókban, ahol intenzív lila színű KMnO ₄ vesz részt. Az elektronok redukciójával vagy megszerzésével, a kérdéses kémiai vegyületek oxidálásával MnO2 barna csapadék _képződik, amely a reakcióközegben szuszpendálva marad; nagyon kicsi barna szemek.

Egy bizonyos idő után (perc, óra, nap), a felfüggesztés a MnO ₂ a folyékony végek akár ülepítéssel, hogy az alsó, mint egy „barna szőnyeg”.

Stabilitás

A szuszpenziók stabilitása összefüggenek tulajdonságaik időbeli változásának ellenállásával. Ezt a stabilitást számos tényező ellenőrzésével érik el, ideértve a következőket:

-A szuszpenzióknak mechanikus keveréssel könnyen újraszuszpendálhatóknak kell lenniük.

-A diszperzió viszkozitásának ellenőrzése, amely csökkenti az oldott anyag ülepedését; ezért a viszkozitásnak magasnak kell lennie.

- Minél kisebb a szilárd fázisú részecskék mérete, annál nagyobb a szuszpenziók stabilitása.

- Hasznos olyan anyagokat, mint például felületaktív anyagokat, emulgeálószereket vagy fagyállókat beépíteni szuszpenziókba. Ennek célja a belső fázis részecskék vagy szilárd részecskék aggregációjának vagy flokkulációjának csökkentése.

- A szuszpenziók elkészítése, eloszlása, tárolása és használata közben a hőmérsékletet folyamatosan ellenőrizni kell. Stabilitásuk biztosítása érdekében fontos, hogy ne tegyük ki őket hirtelen hőmérsékleti változásoknak.

Fogalmazás

Kétfázisú rendszerként a szuszpenziók két komponensből állnak: az oldott vagy diszpergált fázisból és a diszpergáló fázisból.

Szórt fázis

Az oldott vagy diszpergált fázist a szuszpenziós keverékben lévő szilárd részecskék alkotják. Nem oldódik, mert liofób; vagyis megszakítja az oldószert a polaritás különbségei miatt. Minél liofóbabb az oldott anyag, annál rövidebb lesz a sedimentációs ideje és a szuszpenzió élettartama.

Továbbá, ha az oldott részecskék elárasztják az oldószert, annál inkább hajlamosak összetapadni nagyobb aggregátumok kialakulására; elég ahhoz, hogy méretük már ne legyen mikronok nagyságrendjében, amint azt fentebb említettük. És akkor a gravitáció teszi a többit: lefelé húzza őket.

Itt fekszik a szuszpenziók stabilitása. Ha az aggregátumok viszkózus közegben vannak, akkor több nehézséget tapasztal, hogy kölcsönhatásba lépjenek egymással.

Diszpergálási szakasz

A szuszpenziók vagy a külső fázis diszpergálószere általában folyékony jellegű, azonban gáznemű is lehet. A szuszpenziók alkotóelemeit fizikai eljárásokkal, például szűrés, bepárlás, dekantálás vagy centrifugálás útján választhatjuk el.

A diszpergáló fázist jellemzi, hogy molekulárisan kisebb és dinamikus; viszkozitásának növelésével azonban megakadályozza a szuszpendált oldott anyag aggregálódását és ülepedését.

Felületaktív anyagok

A szuszpenziók felületaktív anyagokat vagy más diszpergálószereket tartalmazhatnak, hogy megakadályozzák a szilárd fázisú részecskék leülepedését. Hasonlóképpen, stabilizáló anyagokat adhatunk a szuszpenzióhoz, amelyek növelik az oldhatóságot és megakadályozzák a részecskék romlását.

Ha egy speciális gázt, amely ezt a funkciót teljesíti, hipotetikusan hozzá lehet adni egy poros helyiséghez, az összes por eltávolításra kerül a tárgyakból, amikor újraszuszpendálják; így elegendő friss levegőt fújni az összes por eltávolításához.

Különbségek a szuszpenzió, a kolloidok és az igaz oldatok között

Fontos kiemelni néhány különbséget a szuszpenziók, kolloidok és valódi megoldások között, hogy jobban megértsék összetételüket.

- a kolloidok és az igaz oldatok homogén keverékek, ezért egyfázisúak (láthatóak); míg a szuszpenziók heterogén keverékek.

-A másik különbség a részecskék méretében rejlik. Valódi oldatban a részecskék mérete 1-10 Å között van, és feloldódnak az oldószerben.

- Valódi oldatokban az oldott anyag nem marad szilárd, hanem egyetlen fázist képez. A kolloidok egy közbenső típusú keverék a valódi oldatok és a szuszpenziók között.

-A kolloid egy homogén keverék, amelyet oldott anyagok képeznek, amelynek részecskéinek mérete 10 és 10 000 Å között van. Mind a kolloidokban, mind a szuszpenziókban az oldott anyag szilárd marad és nem oldódik.

-A kolloid oldott része továbbra is szuszpendálódik a diszpergálási fázisban, nem hajlamos az ülepedésre és szabad szemmel nem látható. A tej a kolloid oldat sok példája. Szuszpenzióban az oldott anyag hajlamos leülepedni és szabad szemmel vagy könnyű mikroszkóppal látható.

típusai

Különböző típusú szuszpenziók léteznek, amelyeket a diszperziós közeg vagy fázis, az ülepedési képesség alapján lehet osztályozni; és farmakológiai kérdésekben, az alkalmazás módjától függően.

-A diszperziós közegnek megfelelően

A szuszpenziók diszperziós közege általában folyékony, de vannak gáznemű közegek is.

Mechanikus felfüggesztések

Ezek a leggyakoribb szuszpenziók, amelyeket a már leírt szilárd-folyékony fázisok képeznek; mint egy homok egy tál vízben. Vannak szuszpenziók, például az alábbiakban ismertetett aeroszolok.

Aeroszol spray-k

Ez egy olyan típusú szuszpenzió, amely finom szilárd részecskékből és egy gázban szuszpendált folyékony cseppekből áll. Ennek a szuszpenziónak a példája a légkörben, valamint por- és jégrétegeiben található.

- Az ülepedési képességtől függően

Vannak olyan szuszpenziók, amelyek ülepedési képességük szerint osztályozhatók deflokulált szuszpenziókba és flokkulált szuszpenziókba.

Defloculated

Az ilyen típusú szuszpenzió szempontjából fontos a részecskék közötti visszatükröző erő, és egymástól elkülönítve, flokkuláció nélkül tartják őket. A szuszpenzió képződésének kezdeti szakaszában nem képződnek aggregátumok.

Az oldott anyag ülepedési sebessége lassú, és az üledék újraképződése után nehéz. Más szavakkal, még akkor is, ha felkeverjük, a részecskék nem szuszpendálódnak; Ez különösen igaz a zselatin szilárd anyagok, például a Fe (OH) _{3 esetében}.

pelyhesített

Ezek olyan szuszpenziók, amelyekben az oldott részecskék között csak csekély visszatérés van, és hajlamosak flokkok kialakulására. A szilárd fázis ülepedési sebessége gyors, és a képződött üledék könnyen diszpergálható.

-A szuszpenzió beadásának módjától függően

Vannak orális szuszpenziók, amelyeket könnyű beadni, és általában tejszerű megjelenésűek. Vannak szuszpenziók helyi alkalmazásra is, amelyeket krémek, kenőcsök, bőrpuhító szerek és védőanyagok formájában mutatnak be, amelyeket a bőrre vagy a nyálkahártyára alkalmaznak.

Vannak olyan szuszpenziók, amelyek injekcióval alkalmazhatók, és aeroszolokban, például salbutamolban, amely hörgőtágító.

Példák

Forrás: Pixabay

Számos szuszpenzió létezik a természetben, a termékekben és az élelmiszerekben, valamint a gyógyszeriparban.

A természetben

A légkör az aeroszol típusú szuszpenzió példája, mivel sok szuszpendált szilárd részecskét tartalmaz. A légkör kormot, finom porrészecskéket, szulfátokat és nitrátokat tartalmaz, többek között a felhők vízcseppecskei által átitatott vegyületek között.

A természetben található szuszpenzió másik példája a sár vagy sár, amely víz és homok keveréke. A zavaros folyók, amikor a víz bizonyos mennyiségű üledéket hordoz, szuszpenziót képeznek.

A konyhában

A liszt és a víz összekapcsolásával a konyhában készített keverékek emulziót képeznek: a liszt pihenéssel hajlamosak leülepedni. A gyümölcs joghurtok példák az élelmiszerekre, amelyek szuszpenziók. A szuszpenziók példái a nem feszített gyümölcslevek.

Hasonlóképpen, a pohár chicha-ban lévő csokoládé chips meglehetősen heterogén és instabil szuszpenziót képez. Ha a chicha-t nyugalomban hagyja, előbb-utóbb réteg csokoládé alakul ki az üveg alján.

A gyógyszeriparban

Ismertek a parazita fertőzések leküzdésére szolgáló szuszpenziók, például a mebendazol. Vannak olyan bélcsökkentők is, amelyek magnézium- és alumínium-sókat tartalmaznak, pektinnel és kaolinnal keverve.

Ezeknek a farmakológiai szuszpenzióknak a beadási módjai eltérőek lehetnek: topikális, orális vagy injekciós formában. Különböző felhasználásuk lesz, azaz különféle betegségek kezelésére szolgálnak.

Vannak szemészeti és fül-szuszpenziók, többek között. Javasoljuk, hogy a szuszpenziót jóval fogyasztás előtt szuszpendálják, hogy garantálják az orvos által előírt adagot.

Pohár homok vs pohár csillagok

Néhány költői kifejezés azt mondja: az égen felfüggesztett fehér csillagok.

Noha az üveg víz felfüggesztett homokkal és a csillagok „kozmikus üvegével” való összehasonlítása teljesen aránytalan (és messzemenő), érdekes egy pillanatra az univerzum csillagok (és számtalan más test) óriási szuszpenziójának tekinteni. égi).

Ha igen, akkor nem távolodnának el egymástól; Inkább ellenkezőleg, végül csoportosulnak, és csillagréteget képeznek az említett kozmikus edény alján.

Irodalom

1. Soult A. (2017. október 04.). Kolloidok és szuszpenziók. Kémia LibreTexts. . Helyreállítva: chem.libretexts.org
2. Conroy D. (2017. július 19.). 30 példa a kémiai szuszpenziókra. Lifeperson. Helyreállítva: lifepersona.com
3. Reid D. (2018. február 4). Mi a felfüggesztés a tudományban? - Meghatározás, típusok és példák. Tanulmány. Helyreállítva: study.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. december 03.). 4 Példák a felfüggesztésekre. Helyreállítva: gondolat.com
5. Wikipedia. (2018). Szuszpenzió (kémia). Helyreállítva: en.wikipedia.org
6. TutorVista. (2018). Példák a felfüggesztésekre. Helyreállítva: chemistry.tutorvista.com
7. Quimicas.net (2018). Példák a felfüggesztésekre.

   Helyreállítva: quimicas.net